2013高考安徽物理试卷及答案下载

绝密★启用前 2013 年普通高等学校招生全国统一考试（安徽卷） 理科综合能力测试（物理） 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，第Ⅰ卷第 1 页至第 5 页，第Ⅱ卷第 6 页至 第 12 页。全卷满分 300 分，时间 150 分钟。 考生注意事项： 1、答题前，务必在试题卷，答题卡规定的地方填写自己的姓名、座位号，并认真核对答题卡上所粘 贴的条形码中姓名、座位号与本人姓名、座位号是否一致。务必在答题卡背面规定的地方填写姓名 和座位号后两位。 2、答第Ⅰ卷时，每小题选出答案后，用 2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动， 用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。 3、答第Ⅱ卷时，必须使用 0.5 毫米的黑色墨水签字笔在答题卡上书写，要求字体工整、笔迹清晰。 作图题可先用铅笔在答题卡规定的位置绘出，确认后再用 0.5 毫米的黑色墨水签字笔描清楚。必须在 题号所指示的答题区域作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上答题无效。 4、考试结束后，务必将试题卷和答题卡一并上交。 第Ⅰ卷（选择题 共120 分） 本卷共 20 小题，每小题 6 分，共 120 分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 14．如图所示，细线的一端系一质量为 m 的小球，另一端固定在倾角为 θ 的光滑斜面体顶端，细线与斜面 平行。在斜面体以加速度 a 水平向右做匀加速直线运动的过程中，小球始终静止在斜面上，小球受到细线 的拉力 T 和斜面的支持力 FN 分别为（重力加速度为 g） A．T  m(g sin  acos) B．T  m(g cos  asin) C．T  m(acos  g sin) D．T  m(asin  g cos) FN  m(g cos  asin) FN  m(g sin  acos) FN  m(g cos  asin) FN  m(g sin  acos) amθ【答案】A 【解析】小球受力如图，根据牛顿第二定律： TFN a沿斜面方向有 T  mg sin  macos ；垂直于斜面方向上有 mg cos  FN  masin mg θ解得：T  m(g sin  acos) 正确选项：A ；FN  m(g cos  asin) 。a×15．图中 a、b、c、d 为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面积位于正方 形的四个顶点上，导线中通有大小相等的电流，方向如图所示。一带正电的 粒子从正方形中心 O 点沿垂直于纸面的方向向外运动，它所受洛伦兹力的 方向是 dO××bA．向上 【答案】B B．向下 C．向左 D．向右 ·c【解析】根据右手安培定则可判定 O 点磁感应强度的方向水平向左，根据 左手定则可判定：一带正电的粒子从正方形中心 O 点沿垂直于纸面 的方向向外运动，它所受洛伦兹力的方向是向下。正确选项：B ×M小灯泡 16．如图所示，足够长平行金属导轨倾斜放置，倾角为 370，宽度为 0.5m， N电阻忽略不计，其上端接一小灯泡，电阻为 1Ω。一导体棒 MN 垂直于导轨 370 第 1 页 共 8 页 第 1 页（共 8 页） 放置，质量为 0.2kg，接入电路的电阻为 1Ω，两端于导轨接触良好，与导轨间的动摩擦因数为 0.5。在导轨 间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为 0.8T。将导体棒 MN 由静止释放，运动一端时间后， 小灯泡稳定发光，此后导体棒 MN 的运动速度及小灯泡消耗的电功率分别为（重力加速度 g 取 10m/s2， sin370=0.6） A．2.5m/s 1W C．7.5m/s 9W B．5m/s 1W D．15m/s 9W 【答案】B B2L2v 【解析】小灯泡稳定发光，说明导体棒 MN 匀速运动，则有 mg sin370   mg cos370  0 ，可 RL  R BLv 得导体棒 MN 的运动速度 v  5m / s ；小灯泡消耗的电功率 P  I2RL  ( )2 RL 1W 。正确 RL  R 选项：B GMm 17．质量为 m 的人造地球卫星与地心的距离为 r 时，引力势能可表示为 Ep   ，其中 G 为引力常 r量，M 为地球质量。该卫星原来的在半径为 R1 的轨道上绕地球做匀速圆周运动，由于受到极稀薄空气的 摩擦作用，飞行一段时间后其圆周运动的半径变为 R2，此过程中因摩擦而产生的热量为 1111GMm 1 1GMm 1 1A．GMm( )B．GMm( )C． ()D． ()R2 RRR2 2R2 R2R1R2 111【答案】C 【解析】人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力： Mm r2 v2 G m ，故人造地球卫星 r11 GMm GMm r的动能 Ek  mv2  ，而引力势能 Ep   ，人造地球卫星机械能 E=EP+Ek。由能 22r量守恒定律，因摩擦而产生的热量： Q  E1  E2  (Ek1  Ep1)  (Ek 2  Ep2 ) 代入 R1 和 R2 得： GMm 1 1Q  () 。正确选项：C 2R2 R118．由消防水龙带的喷嘴喷出水的流量是 0.28m3/min，水离开喷口时的速度大小为16 3m / s ，方向与水 平面夹角为 600，在最高处正好到达着火位置，忽略空气阻力，则空中水柱的高度和水量分别是（重力加 速度 g 取 10m/s2） A．28.8m 1.12×10-2m3 C．38.4m 1.29×10-2m3 B．28.8m D．38.4m 0.672m3 0.776m3 【答案】A v2 【解析】水离开喷口时竖直分速度为 v  vsin 600  24m / s ，在竖直方向上升的高度 H   28.8m ，2g v 0.28 60 水离开喷口到达着火位置所用时间为t  1.12102 m3 。正确选项：A  2.4s ，空中水柱的水量为V  Qt  0.24m3 gR0 Rx G○19．用图示的电路可以测量电阻的阻值。图中 R 是待测电阻，R 是定值， 灵敏度很高的电流表，MN 是一段均匀的电阻丝。闭合开关，改变滑动头 P 的位 是x0GMGN置，当通过电流表 的电流为零时，测得MP  l1 ○，PN  l2 ，则 Rx 的阻值为 P第 2 页 共 8 页 第 2 页（共 8 页） l1 l1 l2 l2 A． R0 B． R0 C． R0 D． R0 l2 l1  l2 l1 l1  l2 【答案】C R0 Rx Rl1 G【解析】通过电流表 的电流为零时，P 点的电势与 R 和 R 连接点的电势相等。则 。又电阻丝 ○0xRl2 R0 l1 l2 l1 的电阻 R  l ，故 ，所以 Rx  R0 。正确选项：C Rx l2 20．如图所示， xOy 平面是无穷大导体的表面，该导体充满 z  0的空间， z  0的空间为真空。将电荷 为 q 的点电荷置于 z 轴上 z=h 处，则在 xOy 平面上会产生感应电荷。空间任意一点处的电场皆是由点电荷 hq 和导体表面上的感应电荷共同激发的。已知静电平衡时导体内部场强处处为零，则在 z 轴上 z  处的 2zq场强大小为（k 为静电力常量） 4q h2 4q 9h2 32q 9h2 40q 9h2 yA． kB． kC． kD． k x【答案】D 【解析】由点电荷产生的电场在导体表面间的电场分布，导体表面上的感应电荷等效于在 z=－h 处的带等 hqh( )2 2q40q h2 量的异种电荷－q，故在 z 轴上 z  处的场强大小为 E  k  k  k 。正确选项：D h2(  h)2 2第 3 页 共 8 页 第 3 页（共 8 页） （在此卷上答题无效） 绝密★启用前 2013 年普通高等学校招生全国统一考试（安徽卷） 理科综合能力测试（物理） 第Ⅱ卷（非选择题 共180 分） 考生注意事项： 请用 0.5 毫米黑色墨水签字笔在答题卡上作答，在试题卷上答题无效。 21．（18 分） 1I．（5 分）根据单摆周期公式T  2 ，可以通过实验测量当地的重力加速度。如图 1 所示，将细 g线的上端固定在铁架台上，下端系一小钢球，就做成了单摆。 （1）用游标卡尺测量小钢球直径，求数如图 2 所示，读数为_______mm。 图 1 （2）以下是实验过程中的一些做法，其中正确的有_______。 a.摆线要选择细些的、伸缩性小些的，并且尽可能长一些 b.摆球尽量选择质量大些、体积小些的 c.为了使摆的周期大一些，以方便测量，开始时拉开摆球，使摆线相距平衡位置有较大的角度 d.拉开摆球，使摆线偏离平衡位置大于 50，在释放摆球的同时开始计时，当摆球回到开始位置时 停止计时，此时间间隔t 即为单摆周期 T e.拉开摆球，使摆线偏离平衡位置不大于 50，释放摆球，当摆球振动稳定后，从平衡位置开始计 t 50 时，记下摆球做 50 次全振动所用的时间 t ，则单摆周期T  【答案】(1)18.6 (2)abe 【解析】（1）由题图主尺读数 18mm，游标尺的第 6 条刻度线与主尺刻度线对齐读数应为 0.6mm，小钢球 直径 D=18mm+0.6mm=18.6mm （2）根据实验要求，摆线要选择细些的、伸缩性小些的，并且尽可能长一些，a 正确；为了减小 空气阻力的影响，应尽量选择质量大些、体积小些的摆球，b 正确；为了使单摆的运动为简谐运动，要求 摆角不大于 50， 为了减小测量的误差，应使摆球振动稳定后，从平衡位置开始计时，e 正确。 II．（6 分）（1）在测定一根粗细均匀合金丝电阻率的实验中，利用螺旋测微器测定合金丝直径的过程如图 所示，校零时的读数为________ mm，合金丝的直径为_______mm。 （2）为了精确测量合金丝的电阻 Rx,设计出如图Ⅰ所示的实验电路图，按 第 4 页 共 8 页 第 4 页（共 8 页） 照该电路图完成图 2 中的实物电路连接。 VARx RSE图 1 图 2 【答案】(1)0.007 0.638 (2)如图所示 【解析】（1）由图可读得 0.007mm 和 0.645mm， 故校零时的读数为 0.007mm； 合金丝的直径为 D=0.645mm－0.007mm=0.638mm。 （2）按照电路图连接电路如图 III．（7 分）根据闭合电路欧姆定律，用图Ⅰ所示电路可以测定电 池的电动势和内电阻。图中 R0 两端的对应电压 U12,对所得的实验 1/V1 U12 1数据进行处理，就可以实现测量目的。根据实验数据在  R 坐1.50 1.40 1.30 1.20 1.10 U12 ×标系中描出坐标点，如图 2 所示。已知 ×12R0 150 ，请完成以下数据分析和处 理。 ×R0 ×（1）图 2 中电阻为 应剔除； 的数据点 ×1.00 0.90 ×1S×REn rn （2）在坐标纸上画出  R关系图 ×图 1 0.80 0.70 u12 100 80 120140 160 线； 40 60 20 R/ 图 2 （3）图线的斜率是 (V 11) ，由此可得电池电动势 En  V。 【答案】(1)80.00 (2)如图所示 (3)0.00444 1.50 1/V 1 U12 【解析】（1）由图 2 发现在拟合的过程中，80.00 的数据点误差太 大，故应剔除。 （2）拟合作图如图所示 1.50  0.70 1.50 ×1.40 1.30 1.20 1.10 ××（3 ）用较远的两点得图线斜率 k  =0.00444 ， 180  0 ×U由闭合电路欧姆定律知 En U12  12 (R  r) 可得 ×1.00 0.90 ×R0 ××0.80 0.70 11r11R，所以 k  代入 k、 80 100 120140 160 60 40 20 R/ U12 En En R0 En R0 En R0 R0 值得 E=1.50V。 22．（14 分） 第 5 页 共 8 页 第 5 页（共 8 页） 一物体放在水平地面上，如图 1 所示，已知物体所受水平拉力 F 随时间 t的变化情况如图 2 所示，物 体相应的速度 v随时间 t的变化关系如图 3 所示。求： v/(m·s-1) F/N 321321t/s 10 t/s 10 FO2O246图 3 846图 2 8图 1 （1）0~8s 时间内拉力的冲量； （2）0~6s 时间内物体的位移； （3）0~10s 时间内，物体克服摩擦力所做的功。 【答案】（1）18Ns （2）6m （3）30J 【解析】（1）由图 2 知 I  F t1  F2t2  F t3 ，I 18Ns 13（2）由图 3 知物体的位移为 (6  2) x  3m  6m 2（3）由图 2 知，在 6~8s 时间内，物体作匀速运动，于是有 f=2N 由图 3 知在 0~10s 时间内物体的总位移为 (8 6)  (10  2) l  3m 15m，所以W  fl  215J  30J 223．（16 分） 如图所示的平面直角坐标系 xoy，在第Ⅰ象限内有平行于 象限的正三角形 abc 区域内有匀强电场，方向垂直于 xoy 平面向里，正三角形边长为 L，且 ab 边与 y 轴平 行。一质量为 、电荷量为q 的粒子，从 y 轴上的 p(o,h) 点，以大小为 0 的速度沿 x 轴正方向射入电场， y轴的匀强电场，方向沿 y 正方向；在第Ⅳ mv通过电场后从 x 轴上的 a(2h,o) 点进入第Ⅳ象限，又经过磁场从 y 轴上的某点进入第Ⅲ象限，且速度与 y y轴负方向成 45°角，不计粒子所受的重力。求： E（1）电场强度 E 的大小； （2）粒子到达 点时速度的大小和方向； v0 Paa（3） abc 区域内磁场的磁感应强度 B 的最小值。 OxBmv02 c【答案】（1） （3） （2） 2v0 方向指向第 IV 象限与 x 轴正方向成 450 角 2qh b2mv0 yEqL v0 Pa【解析】（1）设粒子在电场中运动的时间为 t，则有 Ox1rx  v0t  2h y  at2  h qE  ma Bc2mv02 b联立以上各式可得 E  2qh 第 6 页 共 8 页 450 第 6 页（共 8 页） （2）粒子到达 a 点时沿负 y 方向的分速度为 vy  at  v0 所以 v  v02  vy2  2v0 方向指向第 IV 象限与 x 轴正方向成 450 角 v2 r（3）粒子在磁场中运动时，有 qvB  m 当粒子从 b 点射出时，磁场的磁感应强度为最小值，此时有 22mv0 r  L所以 B  2qL 24．（20 分） 如图所示，质量为 M、倾角为 的斜面体（斜面光滑且足够长）放在粗糙的水平地面上，底部与地 面的动摩擦因数为 量为 处于静止状态。重力加速度为 ，斜面顶端与劲度系数为 k 、自然长度为l 的轻质弹簧相连，弹簧的另一端连接着质 3m的物块。压缩弹簧使其长度为 l时将物块由静止开始释放，且物块在以后的运动中，斜面体始终 4g。（1）求物块处于平衡位置时弹簧的长度； m（2）选物块的平衡位置为坐标原点，沿斜面向下为正方向建立坐标 轴，用 x 表示物块相对于平衡位置的位移，证明物块做简谐运动； Mα（3）求弹簧的最大伸长量； （4）为使斜面始终处于静止状态，动摩擦因数 应满足什么条件 （假设滑动摩擦力等于最大静摩擦力）？ mg sin Lmg sin (kL  4mg sin)cos 【答案】（1） L  （2）见解析（3） （4）   k4k4Mg  4mg cos2   kLsin 【解析】（1）设物块在斜面上平衡时，弹簧的伸长量为 L ，有 mmg sin mg sin  kL  0 解得 L  OkMmg sin α此时弹簧的长度为 L  xk（2）当物块的位移为 x 时，弹簧伸长量为 x  L ，物块所受合力为 F合  mg sin  k(x  L) 联立以上各式可得 F合  kx 可知物块作简谐运动 Lmg sin （3）物块作简谐运动的振幅为 A  4kLmg sin 由对称性可知，最大伸长量为 4k（4）设物块位移 x 为正，则斜面体受力情况如图所示，由于斜面体平衡，所以有 水平方向 f  FN1 sin  F cos  0 FN2 第 7 页 共 8 页 第 7 页（共 8 页） fFαMg FN1 竖直方向 FN 2  Mg  FN1 cos  F sin  0 F  k(x  L) FN1  mg cos 联立可得 f  kxcos FN 2  Mg  mg  kxsin 为使斜面体始终处于静止，结合牛顿第三定律，应有 f  FN 2 ，所以 又，，fk x cos   FN 2 Mg  mg  kxsin 当x  A时，上式右端达到最大值，于是有 (kL  4mg sin)cos   4Mg  4mg cos2   kLsin 第 8 页 共 8 页 第 8 页（共 8 页）